[发明专利]用于具有嵌入式处理器的照明系统的通信协议以及利用该协议进行操作的系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电子系统中的嵌入式处理器之间的通信。更具体地，这里所描述的各种发明方法和装置涉及一种用于照明系统中的小型嵌入式处理器的高速通信协议。

背景技术

监视功率电路/电源的操作参数以及控制输入/输出(I/O)和/或反馈电路(诸如脉冲宽度调制(PWM)电路)出现了挑战并且可能是高成本的，特别是在跨隔离势垒时。当使用小型嵌入式微控制器进行系统控制时，并没有为通信和命令接口功能留下许多资源。这在保持数据完整性的同时对消息或帧进行处理所需的处理时间方面出现了挑战。需要以某个更新速率进行通信的数据被特别关注。因此，本领域需要一种针对资源有限的设备的通信协议，其能够快速、灵活、有效且可靠地通信数据而并不消耗过多的处理资源。

发明内容

本公开涉及用于电子系统中的反馈和控制的发明方法和装置，特别是涉及一种支持这样的反馈和控制的通信协议。例如，各个实施例涉及采用对称通信协议以便在电子系统的嵌入式处理器之间进行通信的系统和方法，该电子系统特别是功率电子系统，甚至更具体地为照明系统。

总体上，在一个方面，本发明涉及一种装置，其包括照明单元、光学隔离器和主处理器。该照明单元包括照明模块以及被配置为向该照明模块进行供电的照明驱动器。该照明模块包括：一个或多个 光源，一个或多个用于感应指示该照明模块的一个或多个操作参数的数据的传感器，和被配置为接收指示一个或多个操作参数的所感应数据的二级处理器。该主处理器被配置为监视一个或多个操作参数。该主处理器和二级处理器根据基于消息的通信协议而经由光学隔离器互相进行通信，其中在主处理器和二级处理器之间传输的每个消息具有相同的消息格式并且包括命令字段和响应字段，其中该响应字段被提供用于指示针对命令的响应。

根据一个或多个实施例，每个消息进一步包括：帧开头字段；帧结尾字段；消息长度字段；和循环冗余校验(CRC)位，其用于除了CRC位自身以及帧开头、帧结尾和消息长度字段之外的消息整体平衡。

根据一个或多个实施例，一个或多个操作参数包括提供至一个或多个光源中的至少一个的电流，提供至一个或多个光源中的至少一个的电压，和照明模块的操作温度。在这些实施例的一个或多个版本之中，一个或多个光源包括至少两个光源。

根据一个或多个实施例，该命令字段包括从允许命令集合中所选择的命令，其中允许命令集合包括：将二级处理器的状态设置为指定状态集合中的一个状态；从二级处理器请求指示照明模块是否准备进行操作的确认；设置照明单元中所包括的脉冲宽度调制器的脉冲宽度调制数值；和请求二级处理器传输从指定感应数据集合的群组中所选择的感应数据集合。允许命令集合可以进一步包括将照明模块设置为演示模式。

根据这些实施例的一个或多个版本，指定状态集合包括活动状态、待机状态、重置状态、关机状态和仅电流监视状态。

根据这些实施例的一个或多个版本，一个或多个光源至少包括第一和第二光源，并且其中指定感应数据集合包括：应用于第一和第二光源的第一和第二电流；来自第一和第二光源的电流以及应用于第一光源的第一电压；应用于第一和第二光源的第一和第二电流和应用于第二光源的第二电压；应用于第一和第二光源的第一和第 二电流和照明模块的温度；以及应用于第一和第二光源的第一和第二电流和照明单元的脉冲宽度调制器的脉冲宽度调制数值。

根据一个或多个实施例，消息格式为：[SOF/MSGL]-[CMD/RESP]-([DATA(0)]...[DATA(x)]}-[CRC2]-[(CRC1/2)/EOF]，其中：SOF指示消息的开头，MSGL指示消息的长度，CMD指示具体命令，RESP指示具体预期响应，DATA指示与所指定命令或响应相关联的数据，CRC2指示消息的16位循环冗余校验数值的低8位，CRC1/2指示消息的16位循环冗余校验数值的高8位的一半，并且EOF指示消息的结尾。

根据一个或多个实施例，照明单元进一步包括用于调节照明驱动器的输出水平的脉冲宽度调制器，其中一个或多个操作参数进一步包括该脉冲宽度调制器的脉冲宽度调制数值。

照明单元进一步包括第二光学隔离器，其被配置为从照明模块向照明驱动器提供反馈信号。